הנדסת מים

26 139 | מגזין המים הישראלי הנדסת מים | ומסתכם במספר שעות בודדות. המטרה אינה לטפל בכלל החומר האורגני הנכנס 10-15%- למט“ש, אלא להפחית בכ מהעומס האורגני הנמצא במט“ש העירוני ביממה, תוך כדי הפקת מימן שניתן להמירו לזרם גבוה לשימוש מקומי של המט“ש. אנו לא MEC - SBP באמצעות טכנולוגיית רק מציגים התמרה של שפכים ופסולת לאנרגיה, אלא מציגים שינוי מקרו-כלכלי בכל הנוגע לשוק השפכים העירוני. במידה מהעומס האורגני 10% ונצליח להוריד רק הנכנס למט“ש, המשמעות הינה שעל כל מט“שיםשנבנים אולי נוכל לחסוך מט“ש 10 אחד. חסכון של מט“ש בודד אינו מתבטא רק בחסכון תשתיתי, אלא גם בחסכון ) וכן GHG בקרקעות, בפליטת גזי חממה ( גם בתפעול המט“ש (אנרגיה, כימיקלים ותעבורה). כך, שהחסכון הוא רב מעבר למט“ש בודד. ההשפעה של הטכנולוגיה המוצעת על סקטור המט“שים העירוניים, יכולה להיות מקרו-כלכלית, ברמה העולמית. באמצעות הטכנולוגיה המוצעת ייתכן ונוכל להגיע לניצולת טובה יותר עבור תשתית מטפלת קיימת ובכך לדחות את שדרוגה הצפוי. תאים ביואלקטרוכימים יכולים להשתלב גם במתקני טיפולי אנארובים תעשייתיים וחקלאים. עקב העומסים האורגנים הגבוהים האופיינים לשפכים אלו, נצפה לקציר אנרגתי גבוה יותר בהשוואה לזו המופקת משפכים עירוניים. התצורה המוצעת לתאים ביואלקטרוכימים אוגרת בתוכה לא רק פוטנציאל להפקת אנרגיה מתחדשת, אלא ובעיקר, מציגה את הפוטנציאל הטכנולוגי שיאפשר קיטון או מזעור של תשתיות מים טיפוליות. תוצאותהמחקר הוצגו בכנסמים ואנרגיה .)2023 במכללה האקדמית תל חי (מאי אוכלוסיות החיידקים שהתפתחו באנודה ) ביחס לאנודת SBP - MEC המקופסלת ( הבקרה, הציגו תמונת התפלגות אוכלוסיות שונה בין שתי תצורות האנודה. באנודת כמות חיידקי הג'אובקטר הייתה MEC - SBP גדולה ביחס לזו הקיימת באנודת הבקרה. זיהנו נוכחות של SBP - MEC באנדת אוכלוסיית חיידקים מסוג רדקוקוס שאינה קיימת באנודת הבקרה ובהתאם לנתוני הספרות, זוהי אוכלוסיה תומכת בהיווצרות ביופילםשבו גם גדל חיידק הג'יאובקטר. שני ההבדלים שנמצאו באוכלוסיות החיידקים ע“ג האנודות, מחזקים את תוצאות הניסוי ) הפיקה זרם SBP - MEC בכךשאנודתהניסוי ( גבוה יותר בהשוואה לאנודת הבקרה. נתון מעניין נוסףשזיהנו באנליזת האוכלוסיות הינו נוכחות משמעותית של חיידקים ממשפחת האקטינומיציטים באנודת הבקרה. חלק ממיני האקטינומיציטים מפרישים חומרים אנטימיקרוביאלים ובהתאם לכך יכולים להציג אינטרקציות שליליות עם תרבית המטרה – ג'יאובקטר וכתוצאה מכך, לפגוע בתהליך הפקת האנרגיה. הניסוי עצמו כלל שני שלבים, מערכות לניסוי הוזנו 36 הניסוי והבקרה עד היום באצטאט ולאחר מכן, עברנו להזנה של לניסוי. 57- שפכים סינטטים עד ליום ה תוצאות בדיקת הזרמים במערכות השונות :)3 הציגה את תמונת המצב הבאה (איור כאשר הדגרנו אתהאנודותבאצטאט כמקור פחמן, קבלנו זרם גבוה יותר באנודת הניסוי ) בשתי נקודות הזמן שנבדקו SBP - MEC ( ימים). הבדלי המתחים 27- ו 14 (לאחר בין מערכת הבקרה לניסוי היו משמעותיים לטובת מערכת 3-6 והגיעו לערכים של פי ). בנוכחות שפכים MEC - SBP הניסוי ( סינטטים המדמים שפכים סאניטאריים, עדיין הציגה MEC - SBP מערכת האנודה מסוג יכולת הפקת זרם גבוהה יותר בהשוואה MEC-SBP - . אפשרויות שילוב מערכת ה 5 איור מספר יכולה להיות MEC-SBP - במט“ש העירוני. מערכת ה מוצבת בכמה אזורים/תאים במט“ש העירוני, כאשר חיבור מוליך מרכזי המחבר בין האנודות השונות יאפשר את מירכוז התוצר (מימן). חיבור זרם היציאה של הגז המופק לגנרטור גז, צפוי להפיק אנרגיה חשמלית בזרם גבוה שתנוצל לשימוש הפנימי של המט“ש. ניצול מספר אזורי הדגרה במט“ש העירוני, יאפשר את הגברת הניצולת התהליכית הביואלקטרוכימית לקיטון בעומסים האורגנים עימם המט“ש מתמודד וזאת למרות זמני השהייה הקצרים יחסית (מספר שעות) האופיינים לכל אחד מהתאים שצויינו. לבקרה אך בהפרשים נמוכים יותר של כ-פי .) MEC - SBP לטובת מערכת הניסוי ( 2 בשינוי התהליך באמצעות הגדלת ), נעשה מעקב לאורך 0.6 V הפוטנציאל ( זמן לתוצר התהליך (מימן) שהתקבל (איור הפיקה MEC - SBP ), כאשר מערכת הניסוי 4 ליטר מימן ביממה לקו“ב שפכים ואילו 17 ליטר מימן ליממה לקו“ב 5 הבקרה הפיקה שפכים. בשתי המערכות (ניסוי ובקרה) היה ) COD שימוש דומה בכמות חומר אורגני ( להפקת זרם ו/או מימן. מכן ניתן להסיק מסוגלת להפיק SBP - MEC שמערכת הניסוי זרם או מימן בכמות גבוהה יותר בהשוואה לאנודות המסורתיות מכמות נתונה וזהה של חומר אורגני, דבר המעיד על נצילות תהליכית טובה יותר. תוצאות הניסוי Microorganisms התפרסמו בעיתון המדעי .)2022( מותאמת לעבודה במכוני MEC - SBP אנודת טיפול בשפכים עירוניים, כך שהיא מספקת הגנה לתרבית האקסואלקטרוגנית בפני תחרות ואינטרקציות שליליות עם תרביות מיקרואורגניזמים אחרות וכן כנגד כוחות גזירה ושחיקה האופייניים למערכות טיפול אינטנסיביות. בהתאם לניסיוננו עם קפסולות המיועדות לטיפול בשפכים, אורך SBP החיים של קפסולה פעילה בממוצע הינו יום. בהתאם לכך, נצפה לאורך חיים 60 המותקנת MEC - SBP דומה עבור אנודת במט“ש עירוני. כמובן, שכדי שנוכל להפיק כמות אנרגיה משמעותית עלינו לתרגם את הטכנולוגיה למוצר ולהחדיר אלפי יחידות מציג את 5 אנודה לגוף המים. איור מספר מקומות ההטמעה האפשריים לאנודות במט“ש העירוני והללו כוללים MEC - SBP את כלל האזורים האנוקסים (תא אנוקסי ומשקע שניוני) והאנארוביים (תא איזון ראשוני). הגורם המגביל הינו זמן השהייה ההידראולי במקומות ההטמעה שצויינו לעיל